以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。なお、実施形態の車両制御装置は、自動運転車両に適用される。自動運転とは、例えば、車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御して運転制御を実行することである。また、実施形態の車両制御装置は、無人状態または有人状態による自動運転が可能であるものとする。無人状態とは、運転操作子を操作する乗員(運転者)だけでなく、運転操作子を操作しない乗員(非運転者)も含めて、車両に一人も搭乗していない状態のことである。一方、有人状態とは、運転者または非運転者を含めて、車両に一人以上の乗員が搭乗している状態のことである。また、以下では、左側通行の法規が適用される場合について説明するが、右側通行の法規が適用される場合、左右を逆に読み替えればよい。
[全体構成]
図1は、実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム1の構成図である。車両システム1が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。
車両システム1は、例えば、カメラ10と、レーダ装置12と、ファインダ14と、物体認識装置16と、通信装置20と、HMI(Human Machine Interface)30と、車両センサ40と、ナビゲーション装置50と、MPU(Map Positioning Unit)60と、車室内カメラ70と、荷重センサ75と、運転操作子80と、ドライブレコーダ(走行状況記憶制御部の一例)90と、車外入出力部95と、自動運転制御装置100と、走行駆動力出力装置200と、ブレーキ装置210と、ステアリング装置220とを備える。これらの装置や機器は、CAN(Controller Area Network)通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図1に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。また、自動運転制御装置100とドライブレコーダ90とを合わせたものが「車両制御装置」の一例である。
カメラ10は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ10は、車両システム1が搭載される車両(以下、自車両M)の任意の箇所に取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ10は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ10は、例えば、周期的に繰り返し自車両Mの周辺を撮像する。カメラ10は、ステレオカメラであってもよい。
レーダ装置12は、自車両Mの周辺にミリ波等の電波を放射すると共に、物体によって反射された電波(反射波)を検出して少なくとも物体の位置(距離および方位)を検出する。レーダ装置12は、自車両Mの任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置12は、FM-CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
ファインダ14は、LIDAR(Light Detection and Ranging)である。ファインダ14は、自車両Mの周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダ14は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダ14は、自車両Mの任意の箇所に取り付けられる。
物体認識装置16は、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度等を認識する。物体認識装置16は、認識結果を自動運転制御装置100に出力する。物体認識装置16は、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14の検出結果をそのまま自動運転制御装置100に出力してよい。車両システム1から物体認識装置16が省略されてもよい。カメラ10は、通常の画像を撮像するものの他、物体の表面温度の変化を撮像する赤外線カメラを含む。カメラ10に備わる機能によって通常の撮像と赤外線撮像に切り替えるものであってもよい。
通信装置20は、例えば、セルラー網やWi-Fi網、Bluetooth(登録商標)、DSRC(Dedicated Short Range Communication)等を利用して、自車両Mの周辺に存在する他車両(必要に応じて周辺車両と称する)と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。
HMI30は、自車両Mの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。HMI30は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キー、車室内に設けられた発光装置等を含む。
車両センサ40は、自車両Mの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Mの向きを検出する方位センサ等を含む。加速度センサには、例えば、縦加速度や横加速度を検知するセンサが含まれてもよい。縦加速度は、例えば、自車両Mの進行方向に対する加速度である。横加速度は、例えば、自車両Mの進行方向に対して自車両Mの車幅方向に受ける加速度である。また、車両センサ40は、自車両Mのボディ部の任意の位置に、外部からの接触の有無および接触の強さを検出する接触検出センサを含んでいてもよい。また、車両センサ40は、自車両Mの振動を検出する振動センサや、自車両Mまたは自車両M付近から発生している音を検出する音検出センサを含んでもよい。
ナビゲーション装置50は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機51と、ナビHMI52と、経路決定部53とを備える。ナビゲーション装置50は、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等の記憶装置に第1地図情報54を保持している。GNSS受信機51は、GNSS衛星から受信した信号に基づいて、自車両Mの位置を特定する。自車両Mの位置は、車両センサ40の出力を利用したINS(Inertial Navigation System)によって特定または補完されてもよい。ナビHMI52は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キー等を含む。ナビHMI52は、前述したHMI30と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部53は、例えば、GNSS受信機51により特定された自車両Mの位置(或いは入力された任意の位置)から、有人状態でナビHMI52を用いて乗員により入力された目的地、または無人状態で外部の通信端末から送信され、通信装置20により受信された目的地までの経路(以下、地図上経路)を、第1地図情報54を参照して決定する。第1地図情報54は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。また、第1地図情報54は、リンクに対する道路標識に関する情報を含んでもよい。また、第1地図情報54は、道路の曲率やPOI(Point Of Interest)情報等を含んでもよい。地図上経路は、MPU60に出力される。ナビゲーション装置50は、地図上経路に基づいて、ナビHMI52を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置50は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置50は、通信装置20を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。
MPU60は、例えば、推奨車線決定部61を含み、HDDやフラッシュメモリ等の記憶装置に第2地図情報62を保持している。推奨車線決定部61は、ナビゲーション装置50から提供された地図上経路を複数のブロックに分割し(例えば、車両進行方向に関して100[m]毎に分割し)、第2地図情報62を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部61は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部61は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、自車両Mが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。
第2地図情報62は、第1地図情報54よりも高精度な地図情報である。第2地図情報62は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第2地図情報62には、道路情報、交通規制情報、住所情報(住所・郵便番号)、施設情報、電話番号情報等が含まれてよい。第2地図情報62は、通信装置20が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。
車室内カメラ70は、例えば、自車両Mの車室内を撮像する。例えば、車室内カメラ70は、乗員が着座する車室内の各シート付近の領域が画角に収まるように撮像する。車室内カメラ70は、CCDやCMOS等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。車室内カメラ70は、例えば、周期的に自車両Mの車室内を撮像し、撮像画像を自動運転制御装置100に出力する。
荷重センサ75は、車室内の各シートにかかる荷重を検出し、検出した結果を自動運転制御装置100に出力する。
運転操作子80は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、異形ステア、ジョイスティックその他の操作子を含む。運転操作子80には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御装置100、もしくは、走行駆動力出力装置200、ブレーキ装置210、およびステアリング装置220のうち一部または全部に出力される。また、ステアリングホイールには、乗員が把持したか否かを検出するグリップセンサが取り付けられていてもよい。
ドライブレコーダ90は、自車両Mの急加減速や急操舵、物体との接触等の異常挙動を検出した場合に、カメラ10により撮像された、異常挙動の前後の所定時間(例えば、15~30[秒]程度)の映像を、異常挙動を検出した前後で車両センサ40により検出される情報、日時情報、および自車両Mの位置情報等に対応付けて、走行状況データ192として記憶部190に格納する。
車外入出力部95は、車外通信制御部180の制御により車外に情報を出力するとともに、車外からの情報を入力する。車外入出力部95には、例えば、車外ディスプレイや車外スピーカ、車外マイクが含まれる。車外ディスプレイは、例えば、自車両Mのフロントウインドシールドやサイドウインドシールド、リアウインドシールドの少なくとも一部に形成された光透過型の液晶パネルである。また、車外ディスプレイは、例えば、自車両Mの外側のボディ部の表面に張り付けられた有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイであってもよい。また、車外ディスプレイは、ボディ部に嵌め込まれたLCD(Liquid Crystal Display)であってもよく、ボディ部の一部または全部を兼ねたディスプレイパネルであってもよい。車外ディスプレイは、例えば、車外通信制御部180の制御により、所定の画像を表示する。所定の画像は、例えば、特定の道路標識やマーク、カメラ画像、アニメーション画像等である。
車外スピーカは、例えば、車外通信制御部180の制御により、自車両Mの周囲に所定の音声を出力する。車外マイクは、例えば、接触認識部131により自車両Mと接触したと認識された他車両の乗員の音声や、接触認識部131により接触したと認識された後の自車両Mからの音を取得する。
自動運転制御装置100は、例えば、第1制御部120と、第2制御部160と、車外通信制御部180と、記憶部190とを備える。記憶部190を除く各構成要素は、それぞれ、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)等のハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め自動運転制御装置100のHDDやフラッシュメモリ等の記憶装置に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROM等の着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで自動運転制御装置100のHDDやフラッシュメモリにインストールされてもよい。また、行動計画生成部140と、第2制御部160とを合わせたものが「運転制御部」の一例である。運転制御部は、例えば、認識部130により認識された周辺状況に基づいて、自車両Mの操舵または加減速のうち一方または双方を制御して運転制御を実行する。
図2は、第1制御部120、第2制御部160、および車外通信制御部180の機能構成図である。第1制御部120は、例えば、認識部130と、行動計画生成部140とを備える。認識部130は、例えば、接触認識部131と、乗員搭乗判定部132と、自走可否判定部133と、救助認識部134とを備える。行動計画生成部140は、例えば、退避運転制御部141と、周辺車両支援制御部142とを備える。
第1制御部120は、例えば、AI(Artificial Intelligence;人工知能)による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件(パターンマッチング可能な信号、道路標示等がある)に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。これによって、自動運転の信頼性が担保される。
認識部130は、カメラ10、レーダ装置12、およびファインダ14から物体認識装置16を介して入力された情報に基づいて、自車両Mの周辺にある物体の位置、向き、および速度、加速度等の状態を認識する。物体には、例えば、歩行者等の人物、他車両等の移動体や、工事箇所、積載車両から落下した荷物等の道路上の障害物が含まれる。また、物体には、縁石、中央分離帯、側溝、ガードレール、壁等が含まれてもよい。物体の位置は、例えば、自車両Mの代表点(重心や駆動軸中心等)を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、例えば、物体が他車両である場合に、加速度やジャーク、あるいは「行動状態」(例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か)を含んでもよい。
また、認識部130は、例えば、自車両Mが走行している車線(走行車線)を認識する。例えば、認識部130は、第2地図情報62から得られる道路区画線のパターン(例えば実線と破線の配列)と、カメラ10によって撮像された画像から認識される自車両Mの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。なお、認識部130は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、路側帯、縁石、中央分離帯、ガードレール等を含む走路境界(道路境界)を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置50から取得される自車両Mの位置やINSによる処理結果が加味されてもよい。また、認識部130は、カメラ10によって撮像された画像に基づいて、物体の幅や高さ、形状、種類(例えば、他車両の車種)等を認識してもよい。また、認識部130は、道路標識、赤信号、料金所、道路構造その他の道路事象を認識する。
認識部130は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する自車両Mの位置や姿勢を認識する。認識部130は、例えば、自車両Mの基準点の車線中央からの乖離、および自車両Mの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する自車両Mの相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、認識部130は、走行車線のいずれかの側端部(道路区画線または道路境界)に対する自車両Mの基準点の位置等を、走行車線に対する自車両Mの相対位置として認識してもよい。また、認識部130は、第1地図情報54または第2地図情報62に基づいて、道路上の構造物(例えば、電柱、中央分離帯等)を認識してもよい。認識部130の接触認識部131、乗員搭乗判定部132、自走可否判定部133、および救助認識部134の機能については、後述する。
行動計画生成部140は、原則的には推奨車線決定部61により決定された推奨車線を走行し、更に、自車両Mの周辺状況に対応できるように、自車両Mが自動的に(運転者の操作に依らずに)将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、自車両Mの到達すべき地点(軌道点)を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離(例えば数[m]程度)ごとの自車両Mの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間(例えば0コンマ数[sec]程度)ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。サンプリング時間ごとの目標速度は、例えば通過する道路ごとに定められる上位の目標速度に基づいて決定される。また、上位の目標速度は、例えば、制限速度や法定速度に基づいて定められてもよく、乗員により、任意に或いは制限速度や法定速度から所定範囲内で設定されてもよい。特許請求の範囲における目標速度は、例えば、上位の目標速度に対応する。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Mの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。
行動計画生成部140は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してよい。自動運転のイベントには、定速走行イベント、低速追従走行イベント、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント、テイクオーバーイベント、回避イベント等がある。行動計画生成部140は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。行動計画生成部140の退避運転制御部141および周辺車両支援制御部142の機能については、後述する。
第2制御部160は、行動計画生成部140によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両Mが通過するように、走行駆動力出力装置200、ブレーキ装置210、およびステアリング装置220を制御する。
第2制御部160は、例えば、取得部162と、速度制御部164と、操舵制御部166とを備える。取得部162は、行動計画生成部140により生成された目標軌道(軌道点)の情報を取得し、メモリ(不図示)に記憶させる。速度制御部164は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置200またはブレーキ装置210を制御する。操舵制御部166は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置220を制御する。速度制御部164および操舵制御部166の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部166は、自車両Mの前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。
車外通信制御部180は、所定の条件下で、ドライブレコーダ90により記憶部190に記憶された走行状況データ192を所定の外部装置に送信する。所定の外部装置とは、例えば、警察署や消防署、ロードサービス機関等が所有する特定の端末または車両である。また、車外通信制御部180は、所定の条件下で、車外入出力部95により車外に画像や音声等の情報を出力したり、車外から音声等の情報を入力する。また、車外通信制御部180は、カメラ10やレーダ装置12、ファインダ14からの情報を入力してもよい。車外通信制御部180の機能の詳細については、後述する。
記憶部190は、例えば、HDD、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、ROM(Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)等により実現される。記憶部190には、プロセッサが読み出して実行するプログラムの他、ドライブレコーダ90により得られる走行状況データ192、その他の情報が記憶される。
走行駆動力出力装置200は、車両が走行するための走行駆動力(トルク)を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置200は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機等の組み合わせと、これらを制御するECU(Electronic Control Unit)とを備える。ECUは、第2制御部160から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。
ブレーキ装置210は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキECUとを備える。ブレーキECUは、第2制御部160から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置210は、運転操作子80に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置210は、上記説明した構成に限らず、第2制御部160から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
ステアリング装置220は、例えば、ステアリングECUと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングECUは、第2制御部160から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
[接触認識部の機能]
接触認識部131は、自車両Mの物体との接触を認識したか否かを判定する。図3は、接触認識部131の処理について説明するための図である。図3の例では、道路区画線LLおよびCLにより区画された車線L1と、道路区画線CLおよびLRにより区画された車線L1の対向車線L2からなる片側一車線道路を示している。図3の例において、自車両M、および周辺車両m1、m2は、車線L1の延伸方向(図中X方向)に沿って進行し周辺車両m3は、対向車線L2を走行していたものとする。
接触認識部131は、例えば、車両センサ40の接触検出センサにより接触が検出された場合に、物体との接触があったと認識する。また、接触認識部131は、認識部130により認識された物体の挙動が自車両Mに接近する挙動であり、その後、接触検出センサにより接触が検出された場合に、その物体と接触したと認識する。
また、接触認識部131は、運転制御部(行動計画生成部140、第2制御部160)による自車両Mの操舵または加減速のうち一方または双方の制御により、予め自車両Mに係る縦加速度や横加速度を推定する。推定値は、所定の許容範囲を有するものでもよい。そして、接触認識部131は、車両センサ40により検出される実際の縦加速度または横加速度と推定値とを比較し、所定値以上の差がある場合に、物体と接触したと認識してもよい。
図3の例では、対向車線L2を走行する周辺車両m3がスリップ等の影響で、道路区画線CLを越えて車線L1側に進入するとともに、自車両Mの前後を走行する周辺車両m1およびm2との位置の関係で加減速が制限されたために、自車両Mによる周辺車両m3との接触回避制御で避けきれずに、自車両Mと接触した状態を示している。接触回避制御とは、例えば、認識部130により認識される周辺状況に基づいて、自車両Mの接近する物体が存在する場合に、その物体との接触を回避するために、移動可能な制限下で操舵または加減速のうち一方または双方を制御することである。接触回避制御は、例えば、行動計画生成部140により設定される回避イベントにより実行される。
接触認識部131は、認識部130により認識される周辺車両m3の接近と、接触検出センサによる接触の検出に基づいて、自車両Mが周辺車両m3と接触したと認識する。以下、自車両Mが周辺車両m3と接触した後の処理について説明する。
接触認識部131により自車両Mが周辺車両m3と接触したことが認識された場合、車外通信制御部180は、通信装置20を介して、所定の外部装置に接触があった旨の緊急通知を行う。また、車外通信制御部180は、周辺車両m3との接触によって、ドライブレコーダ90により記憶された走行状況データ192を、所定の外部装置に送信する。これにより、車外通信制御部180は、接触前後の内容をより正確に通知することができ、救助者等への情報提供を速やかに行うことができる。また、乗員搭乗判定部132により自車両Mに乗員が搭乗していないと判定された場合、車外通信制御部180は、走行状況データ192を自車両Mの所有者または管理者の端末に送信してもよい。
[乗員搭乗判定部の機能]
乗員搭乗判定部132は、接触認識部131により自車両Mと周辺車両m3との接触を認識した場合に、自車両Mに乗員が搭乗しているか否かを判定する。具体的には、乗員搭乗判定部132は、まず、車室内カメラ70により撮像された画像を解析し、画像に顔または身体(上半身等)の特徴情報が含まれるか否かを判定する。顔または身体の特徴情報は、例えば色や形状によるパターンマッチング等により抽出することができる。そして、乗員搭乗判定部132は、画像に顔または身体の特徴情報が含まれると判定した場合に、自車両Mに乗員が搭乗している(つまり、有人状態である)と判定する。また、乗員搭乗判定部132は、画像に顔または身体の特徴情報が含まれないと判定した場合、自車両Mに乗員が搭乗していない(つまり、無人状態である)と判定する。
また、乗員搭乗判定部132は、荷重センサ75により検出されたそれぞれのシートのうち、少なくとも一つのシートの荷重値が閾値以上である場合に、自車両Mに乗員が搭乗していると判定してもよい。また、乗員搭乗判定部132は、全てのシートの荷重値が閾値未満である場合に、自車両Mに乗員が搭乗していないと判定してもよい。
また、乗員搭乗判定部132は、例えば、車室内カメラ70により撮像された画像に基づく判定結果または荷重センサ75に基づく判定結果のうち、少なくとも一方が自車両Mに乗員が搭乗していることを示す場合、有人状態であると判定してもよい。また、乗員搭乗判定部132は、車室内カメラ70により撮像された画像に基づく判定結果および荷重センサに基づく判定結果の両方を行うことで、荷物等がシート上に載っている状態で乗員が搭乗していると誤判定することを抑制し、搭乗判定の確度を向上させることができる。また、乗員搭乗判定部132は、例えば、自動運転制御装置100の記憶部(不図示)等に記憶された自車両Mの利用履歴を参照して自車両Mに乗員が搭乗しているか否かを判定してもよい。利用履歴には、例えば、日時情報に、乗員による目的地の設定情報、無人状態時における乗員の呼び止め、利用予約情報、利用実績等が対応付けられている。乗員搭乗判定部132は、利用履歴を参照して、利用予約に基づいて運転が開始された場合、または乗員に乗車させる運転制御を行った場合に、自車両Mに乗員が搭乗していると判定する。
[自走可否判定部の機能]
自走可否判定部133は、接触認識部131により周辺車両m3との接触が認識され、且つ乗員搭乗判定部132により乗員が搭乗していないと判定された場合に、自車両Mが自走可能であるか否かを判定する。自走とは、例えば、乗員の操作に依らずに、操舵または加減速のうち一方または双方を制御し、自車両Mを走行させることである。また、自走には、例えば、周辺車両m3との接触により操舵の制御が充分にできない場合であっても、加減速制御を行って走行中の道路上の所定位置に移動できる場合や、加減速の制御が充分にできない場合であっても、接触時における走行速度の惰性によって自車両Mを走行させ、操舵制御を行って上記所定位置に移動できる場合が含まれてもよい。
自走可否判定部133は、例えば、自走を行うために必要なセンサ類やデバイス、駆動系の動作チェックを行い、動作する場合に自走可能であると判定し、動作しない場合に自走可能ではない(自走できない)と判定する。
また、自走可否判定部133は、例えば、周辺車両m3との接触時に、接接触検知センサにより検出された接触の強さ等に基づいて、周辺車両m3との接触度合を推定し、推定した接触度合に基づいて自走可能であるか否かを判定してもよい。接触度合は、例えば、周辺車両m3との接触時に、振動センサにより検出された振動量や音センサにより検出された音量に基づいて推定されてもよい。この場合、接触度合は、接触の強さ、振動量、および音量が大きいほど、接触度合は大きくなる。そして、自走可否判定部133は、推定された接触度合が閾値未満である場合に自走可能であると判定し、閾値以上である場合に自走可能ではないと判定する。
また、自走可否判定部133は、周辺車両m3との接触による被害度合を推定し、推定した被害度合に基づいて自走可能であるか否か判定してもよい。この場合、自走可否判定部133は、例えば、周辺車両m3の接触前後の横加速度または縦加速度の変化量が大きいほど、被害度合を大きくする。また、自走可否判定部133は、周辺車両m3との接触後に、車両センサ40の振動センサにより閾値以上の振動を検出した場合や、音センサにより閾値以上の音量を検出した場合には、検出しない場合に比して、被害度合を大きくしてもよい。また、自走可否判定部133は、振動センサにより検出される振動の大きさや、音センサにより検出される音の大きさに基づいて、被害度合を大きくしてもよい。また、自走可否判定部133は、周辺車両m3と接触した位置または角度に基づいて被害度合を推定してもよい。また、自走可否判定部133は、周辺車両m3以外の周辺車両m1またはm2と通信装置20を介して車車間通信が可能である場合に、周辺車両m1またはm2に搭載されたカメラにより自車両Mを撮像させ、その撮像画像を取得し、取得した画像を解析して、解析結果として得られる外装の凹み具合やキズ等の自車両Mの状態により、自車両Mの被害度合を推定してもよい。自走可否判定部133は、被害度合が閾値未満である場合に、自走可能であると判定し、閾値以上である場合に自走できないと判定する。また、自走可否判定部133は、自車両Mが自走可能であるか否かの判定を、周辺車両m1~m3のうち少なくとも一つの車両に行わせ、その判定結果を取得してもよい。この場合、判定を行う周辺車両m1~m3は、例えば、車両に搭載されたカメラ等から自車両Mを撮像し、撮像された画像から得られる自車両Mの状態から自走可能であるか否かを判定する。
また、自走可否判定部133は、例えば、後述する退避運転制御部141や周辺車両支援制御部142による制御により、自車両Mを所定位置に移動するための制御を行っても、自車両Mが目標軌道に沿って走行ができない場合に、自走可能ではないと判定してもよい。
自走可否判定部133は、自車両Mが自走できないと判定された場合に、自車両Mの電源をオフ状態にしてもよい。自車両Mの電源をオフ状態にするとは、例えば、自車両Mが走行するための各駆動部に供給される電源をオフすることであり、例えば、カメラ10、レーダ装置12、ファインダ14、物体認識装置16、通信装置20、HMI30等の機器の電源は、オン状態のままでもよい。これにより、周辺監視や外部との通信は可能な状態となるため、周辺の状況を容易に把握することができるとともに、外部との連絡を速やかに行うことができる。
[退避運転制御部の機能]
退避運転制御部141は、接触認識部131により接触が認識され、且つ、自走可否判定部133により自走が可能であると判定された場合に、自車両Mを所定位置に移動させる。具体的には、退避運転制御部141は、上記の条件下で、且つ、周辺車両支援制御部142による支援制御を行わない場合に、自車両Mを退避位置に退避させる。退避位置は、例えば、車線L1の道路区画線LLよりも外側にある路肩や路側帯等を含む交通を妨げない道路端部R1の位置である。
図4は、退避運転制御部141の処理について説明するための図である。退避運転制御部141は、現在位置から退避位置までの目標軌道を生成する。図4の例では、道路端部R1を含む領域に自車両Mを停止させるための目標軌道K1が生成されている。退避運転制御部141は、生成した目標軌道K1に沿って、自車両Mを走行させる。
また、退避運転制御部141は、退避移動中において、認識部130により認識された他の周辺車両との接触を回避するための運転制御を行う。なお、退避運転制御部141は、所定の退避位置に退避させる場合に、前記認識部130により認識される周辺車両のうち、自車両Mの後続を走行する後続車両の挙動に対する回避制御度合を、他の周辺車両に比して大きくしてもよい。具体的には、図4に示すように、接触後の自車両Mの位置および周辺車両m3の位置によっては、後続の二輪車両m4であれば、自車両Mの横を通過して通過していく場合も考えられる。したがって、退避運転制御部141は、退避運転を実行している間は、後続車両に対する回避制御度合を他の周辺車両に比して大きくする。回避制御度合を大きくするとは、例えば、回避制御を開始する周辺車両(二輪車両m4)との車間距離を他の周辺車両よりも大きくしたり、回避時の操舵や加減速を他の周辺車両よりも大きくすることである。これにより、退避運転制御時において、自車両Mと物体とが接触する可能性を、より低減させることができる。
また、退避運転制御部141は、接触後の自車両Mと周辺車両m3との位置に基づいて、自車両Mの退避位置への移動を抑制してもよい。具体的には、退避運転制御部141は、接触後の自車両Mおよび周辺車両m3の位置が交通の妨げにならない位置(例えば、道路端部R1)である場合や、自車両Mのみを退避位置に移動させることによって、かえって後続車両が走行可能な道幅が狭くなるような場合に、退避位置への移動を抑制する。これにより、後続車両等の周辺車両は、自車両Mの退避運転制御が完了するのを待つことなく、空いているスペースを通過することができる。
また、退避運転制御部141は、救助認識部134により救助者または救助車両を認識した場合に、退避位置への移動を抑制してもよい。
[救助認識部の機能]
救助認識部134は、接触認識部131により自車両Mが周辺車両m3と接触したことが認識された後に、自車両Mに接近する救助者または救助車両を認識する。図5は、救助認識部134の処理について説明するための図である。救助認識部134は、例えば、接触認識部131により自車両Mが周辺車両m3と接触したことが認識された後に、認識部130により認識された周辺の物体のうち、人物が接近してきた場合に、その人物を救助者と認識する。
図5の例において、救助認識部134は、接触認識部131により自車両Mが周辺車両m3と接触したことが認識された後に、周辺車両m1およびm2が停車し、周辺車両m1の乗員Pm1および周辺車両m2の乗員Pm2が降りて、自車両Mに接近していることが認識された場合に、乗員Pm1およびPm2を救助者と認識する。
また、救助認識部134は、認識部130により認識された周辺車両のうち、自車両Mから所定距離以内に停車した救助車両を認識する。救助車両とは、例えば、救急車、消防車、警察車両、ロードサービス機関の車両等の車種の車両が含まれる。また、救助認識部134は、救助車両から降りてきた人物を救助者と認識してもよい。
退避運転制御部141は、救助認識部134により救助者または救助車両を認識した場合に、退避位置への退避運転制御を抑制することで、自車両Mと救助者や救助車両との接触を抑制することができるとともに、救助者に、より迅速な救助を行わせることができる。
[周辺車両支援制御部の機能]
周辺車両支援制御部142は、接触認識部131により周辺車両m3との接触が認識された場合であって、通信装置20により自車両Mの周辺車両(例えば、周辺車両m1~m3)との通信が可能である場合に、周辺車両m3を支援する、もしくは周辺車両m1~m3に支援してもらう制御を実行する。図6は、周辺車両支援制御部142の処理について説明するための図である。
まず、周辺車両支援制御部142は、通信装置20を介して、自車両Mと接触した周辺車両m3に車車間通信の要求信号を送信し、車車間通信に対する許可信号を受け付けた場合に、周辺車両m3と通信できると判定する。一方、車車間通信に対する拒否信号を受信した場合や、周辺車両m3からの返信が所定時間以上なかった場合に、周辺車両m3と通信できないと判定する。
そして、周辺車両支援制御部142は、周辺車両m3との車車間通信が可能であると判定された場合に、周辺車両m3に自走が可能であるか否かを問い合わせる問い合わせ信号を送信する。また、周辺車両支援制御部142は、周辺車両m3からの問い合わせ結果と、自走可否判定部133により判定された自走両Mの自走可否判定結果とに基づいて、以下に示す第1~第4の支援制御を行う。
<第1の支援制御>
第1の支援制御は、周辺車両m3から自走可能である旨の回答を受け付けた場合であり、且つ、自走可否判定部133により自車両Mが自走可能であると判定された場合の制御である。この場合、周辺車両支援制御部142は、周辺車両m3を自走させて、道路端部R1の退避位置への退避を促す指示を送信する。また、自車両Mは、退避運転制御部141により周辺車両の退避位置とは異なる退避位置に移動が行われる。
<第2の支援制御>
第2の支援制御は、周辺車両m3から自走可能ではない旨の回答を受け付けた場合であり、且つ、自走可否判定部133により自車両Mが自走可能であると判定された場合の制御である。この場合、周辺車両支援制御部142は、周辺車両m3よりも手前の位置に移動させる目標軌道K2を生成し、生成した目標軌道L2に沿って、自車両Mを走行させる。
図6の例では、周辺車両m3は、車線L1の位置で自走できない状態で停止している。そのため、周辺車両支援制御部142は、車線L1の進行方向において、周辺車両m2から見て周辺車両m3の位置よりも手前の位置に自車両Mを停止させる。また、周辺車両支援制御部142は、周辺車両に注意喚起を行うため、図6に示すように、自車両Mの前端部および後端部の左右に設けられたハザードランプHLを点灯させてもよい。また、周辺車両支援制御部142は、車外通信制御部180により、リアウインドシールドに設けられた車外ディスプレイに注意喚起を行う画像IM1を表示させてもよい。また、周辺車両支援制御部142は、注意喚起の画像IM1だけでなく、停止や進行等の交通整理に関する画像を表示させてもよい。
<第3の支援制御>
第3の支援制御は、周辺車両m3から自走できる旨の回答を受け付けた場合であって、且つ、自走可否判定部133により自車両Mが自走できないと判定された場合の制御である。図7は、周辺車両m3が自走可能であり、且つ自車両Mが自走できない場合の周辺車両支援制御部142の処理について説明するための図である。周辺車両支援制御部142は、進行方向に対して周辺車両m3を自車両Mよりも手前の位置に移動させる要求信号を、周辺車両m3に送信する。周辺車両支援制御部142は、車線L1の進行方向において、周辺車両m2から見て、自車両Mの位置よりも手前の位置に移動させるための指示信号を周辺車両m3に送信する。また、周辺車両支援制御部142は、周辺車両m3のハザードランプHLを点滅させる旨の指示情報を出力してもよい。また、周辺車両支援制御部142は、自車両M3のハザードランプHLの点滅が可能であれば点滅する制御を行ってもよい。これにより、周辺車両m3が指示情報を許可した場合、図7に示す経路Km3等を走行させて、自車両m3よりも手前の位置に停車させることができるため、周辺車両に注意喚起させることができる。
なお、第3の支援制御処理において、周辺車両支援制御部142は、車車間通信により周辺車両m3が無人状態であるか否かの情報を取得し、無人状態である場合に、車線L1の進行方向に対して自車両Mよりも手前の位置に移動させる要求信号を、周辺車両m3に送信してもよい。また、周辺車両m3に車外ディスプレイが搭載されている場合には、その車外ディスプレイに注意喚起を行う画像を表示させてもよい。これにより、無人状態の車両を有効に活用して道路の交通整理を行うことができる。
<第4の支援制御>
第4の支援制御は、周辺車両m3から自走できない旨の回答を受け付けた場合であって、且つ、自走可否判定部133により自車両Mが自走できないと判定された場合の制御である。図8は、自車両Mおよび周辺車両m3がともに自走できない場合の周辺車両支援制御部142の処理について説明するための図である。第4の支援制御において、周辺車両支援制御部142は、通信装置20を介して、接触した周辺車両m3以外の周辺車両m1またはm2に対し、車車間通信が可能であるか否かの問い合わせを行う。そして、周辺車両支援制御部142は、車車間通信を許可した周辺車両が存在する場合に、その周辺車両に対して、自車両Mおよび周辺車両m3付近の交通整理の要求信号を送信する。更に、周辺車両支援制御部142は、交通整理の要求信号に対する許可信号を受け付けた場合に、進行方向に対して、自車両Mと周辺車両m3の位置よりも手前の位置に移動するように、指示信号を送信する。
図8の例では、周辺車両m2が、交通整理の要求信号に対する許可信号を送信した例を示している。この場合、周辺車両m2は、例えば、経路Km2を走行させて、所定の位置で停車する。またハザードランプHLを点滅させることで、周辺車両m2よりも後続を走行する他の周辺車両に対して、注意喚起を行うことができる。
なお、第4の支援制御処理において、周辺車両支援制御部142は、車車間通信により周辺車両m2が無人状態であるか否かの情報を取得し、無人状態である場合に、車線L1の進行方向に対して自車両Mよりも手前の位置に移動させる要求信号を、周辺車両m2に送信してもよい。また、周辺車両m2に車外ディスプレイが搭載されている場合には、その車外ディスプレイに注意喚起を行う画像を表示させてもよい。これにより、無人状態の車両を有効に活用して道路の交通整理を行うことができる。
また、周辺車両支援制御部142は、周辺車両m3に乗員が搭乗している場合に、乗員の状況に基づいて、周辺車両m3に代わって所定の外部装置に緊急通知を行ってもよい。この場合、周辺車両支援制御部142は、車車間通信により、周辺車両m3に搭載された車室内カメラにより撮像されたカメラ画像を取得したり、自車両Mのカメラ10により周辺車両m3を撮像し、取得または撮像されたカメラ画像を解析して、乗員の有無を認識する。そして、周辺車両支援制御部142は、周辺車両m3の乗員を認識した場合であって、且つ、乗員が気を失っている若しくはケガ等により苦しんでいる等の所定の状態(例えば、自らが通報できない状態)であると場合に、周辺車両m3の乗員に代わって所定の外部装置に代理通知を行う。代理通知を行う場合、周辺車両支援制御部142は、接触があった旨を伝える緊急通知とともに、走行状況データ192や、取得または撮像されたカメラ画像を所定の外部装置に送信してもよい。これにより、接触車両の乗員の様子を、より正確に把握することができる。
更に、周辺車両m3に乗員が搭乗している場合に、車外通信制御部180は、緊急通知先の機関(例えば、救急機関)と通信を行い、機関からの音声を車外スピーカにより周辺車両m3の乗員に出力したり、機関からの画像や映像を車外ディスプレイにより周辺車両m3の乗員に表示してもよい。また、車外通信制御部180は、周辺車両m3の乗員からの音声を車外マイクにより集音して機関に送信してもよい。このように、車外通信制御部180は、機関と周辺車両m3の乗員との通話も代行することで、機関に、より正確に現状を把握させたり、救助を行わせることができる。
なお、上述の処理において、周辺車両支援制御部142は、自車両Mと接触した周辺車両m3に対して、車車間通信によって周辺車両m3が自走可能であるか否かの問い合せを行ったが、これに代えて(または加えて)、例えば、カメラ10により撮像された画像から周辺車両m3が自走可能であるか否かを判定してもよい。この場合、周辺車両支援制御部142は、カメラ10の撮像画像から得られる接触前の周辺車両m3の挙動や、接触後の周辺車両m3の状態等から周辺車両Mが自走可能であるか否かを判定する。
また、周辺車両支援制御部142による第1~第4の支援制御は、例えば、救急車両等が現場に到着するまでの間で実行されればよい。そのため、周辺車両支援制御部142は、救助認識部134により救急車両等が自車両Mから所定距離以内に停車したことが認識された場合に、上述した運転制御を終了してもよい。この場合、周辺車両支援制御部142は、周辺車両m2やm3に対して、支援制御を終了する信号を送信してもよい。これにより、例えば、第4の支援制御処理により交通整理を行っていた周辺車両m2は、自車両Mとの接触に直接関係がないため、元の走行に速やかに戻ることができる。
また、接触認識部131により接触が認識された場合であって、且つ、乗員搭乗判定部132により乗員が搭乗していると判定された場合には、退避運転制御部141は、自動運転から乗員の操作による運転制御(いわゆる手動運転)に切り替える切替制御を行う。これにより、乗員により周囲の状況を確実に把握したうえで自車両を走行させるか否かを判断することができる。また、接触認識部131により接触が認識された場合であって、且つ、乗員搭乗判定部132により乗員が搭乗していると判定された場合であっても、乗員が運転できない状態(乗員が気を失っている若しくはケガ等により苦しんでいる状態)であると判定された場合には、退避運転制御部141は、手動運転に切替制御を行わずに、自車両Mの退避運転を行ってもよい。
[処理フロー]
図9は、実施形態の自動運転制御装置100により実行される処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、所定の周期或いは所定のタイミングで繰り返し実行されてよい。また、本フローチャートの開始時には、行動計画生成部140により目標軌道が生成され、生成された目標軌道に基づいて第2制御部160により自動運転が実行されているものとする。
まず、接触認識部131は、障害物との接触を認識したか否かを判定する(ステップS100)。障害物との接触を認識したと判定した場合、車外通信制御部180は、外部装置に緊急通知を行い(ステップS102)、ドライブレコーダ90により記憶部190に記憶された走行状況データ192を所定の外部装置に送信する(ステップS104)。次に、乗員搭乗判定部132は、自車両Mに乗員が搭乗しているか否かを判定する(ステップS106)。自車両Mに乗員が搭乗していないと判定された場合、自走可否判定部133は、自車両Mの自走が可能であるか否かを判定する(ステップS108)。自車両Mの自走が可能であると判定された場合、救助認識部134は、自車両Mに接近する救助者または救助車両を認識したか否かを判定する(ステップS110)。自車両Mに接近する救助者または救助車両を認識していないと判定された場合、退避運転制御部141は、走行中の道路上の所定位置に移動する運転制御を行うか否かを判定する(ステップS112)。所定位置に移動する運転制御を行う場合、退避運転制御部141または周辺車両支援制御部142は、周辺状況等に基づいて所定位置に移動する運転制御を実行する(ステップS114)。
また、ステップS108の処理において自走可能ではないと判定された場合、退避運転制御部141は、自車両Mの電源をオフ状態にする(ステップS116)。また、ステップS106において、乗員が搭乗している場合、乗員の操作による運転制御に切り替え制御を行う(ステップS118)。これにより、本フローチャートの処理は、終了する。また、ステップS110の処理において救助者または救助車両を認識した場合、またはステップS112において所定位置に移動する運転制御を行わないと判定された場合、本フローチャートの処理は、終了する。
上述したように、実施形態の自動運転制御装置100によれば、自車両Mの周辺状況を認識する認識部130と、認識部130により認識された周辺状況に基づいて、自車両Mの操舵または加減速のうち一方または双方を制御する運転制御部(行動計画生成部140、第2制御部160)と、を備え、運転制御部は、走行中の道路において、認識部130により物体との接触が認識された場合に、自車両Mが自走可能であるか否かを判定し、自走可能であると判定された場合に、認識部130により認識された退避領域に退避させることにより、物体との接触後において、より適切な運転制御を行うことができる。
なお、上述した実施形態では、自車両と接触した物体を車両として説明したが、接触した物体が、前走または並走する積載車両から落下した荷物である場合や、ガードレール等である場合には、接触した物体との通信等は行わずに、退避運転制御部141等により道路端部R1等の退避位置への運転制御が行われる。
[ハードウェア構成]
図10は、実施形態の自動運転制御装置100のハードウェア構成の一例を示す図である。図示するように、自動運転制御装置100は、通信コントローラ100-1、CPU100-2、ワーキングメモリとして使用されるRAM100-3、ブートプログラム等を格納するROM100-4、フラッシュメモリやHDD等の記憶装置100-5、ドライブ装置100-6等が、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。通信コントローラ100-1は、自動運転制御装置100以外の構成要素との通信を行う。記憶装置100-5には、CPU100-2が実行するプログラム100-5aが格納されている。このプログラムは、DMA(Direct Memory Access)コントローラ(不図示)等によってRAM100-3に展開されて、CPU100-2によって実行される。これによって、自動運転制御装置100の第1制御部120および第2制御部160のうち一部または全部が実現される。
上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサは、前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
自車両の周辺状況を認識し、
認識された前記周辺状況に基づいて、前記自車両の操舵または加減速のうち一方または双方を制御し、
前記自車両が走行中の道路において、前記自車両と物体との接触が認識された場合に、前記自車両が自走可能であるか否かを判定し、前記自走可能である場合に、前記走行中の道路上の所定位置に前記自車両を移動させる、
ように構成されている、車両制御装置。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。